M O T H E R B O A R D La placa base, también conocida como placa madre o placa principal (motherboard), es una tarjeta de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen la computadora. Es una parte fundamental para montar cualquier computadora personal de escritorio o portátil. Tiene instalados una serie de circuitos integrados, entre los que se encuentra el circuito integrado auxiliar (chipset), que sirve como centro de conexión entre el microprocesador, la memoria de acceso aleatorio (RAM), las ranuras de expansión y otros dispositivos. Va instalada dentro del gabinete y tiene un panel para conectar dispositivos externos y zócalos para instalar componentes internos. La placa madre, además incluye un firmware llamado BIOS, que le permite realizar las funcionalidades básicas, como pruebas de los dispositivos, vídeo y manejo del teclado, reconocimiento de dispositivos y carga del sistema operativo. Componentes de la placa base Una placa base típica admite los siguientes componentes: Conectores de alimentación de energía eléctrica. Zócalo (socket) de CPU (microprocesador). Ranuras de RAM. Chipset. Conectores de alimentación Por uno o varios de estos conectores de alimentación, una alimentación eléctrica proporciona
a la placa base los diferentes voltajes e intensidades necesarios para su funcionamiento. Zócalo de CPU El zócalo (socket) de CPU es un receptáculo en donde encastra el microprocesador y lo conecta con el resto de componentes a través del bus frontal de la placa base.
Ranuras (bancos de memoria) de RAM Las placas bases constan de ranuras (slots) de memoria de acceso aleatorio, su número es de 2 a 6 ranuras en una misma placa base común. En ellas se insertan dichas memorias del tipo conveniente dependiendo de la velocidad, capacidad y fabricante requeridos según la compatibilidad de cada placa base y la CPU.
Chipset El chipset es una serie o conjunto de circuitos electrónicos, que gestionan las transferencias de datos entre los diferentes componentes de la computadora (procesador, memoria, placa de video, unidad de almacenamiento secundario, etc.). El chipset, generalmente se divide en dos secciones: Puente norte (northbridge): gestiona la interconexión entre el microprocesador, la memoria RAM y la unidad de procesamiento gráfico. Puente sur (southbridge): gestiona la interconexión entre los periféricos y los dispositivos de almacenamiento, como los discos duros o las unidades de disco óptico, entre otras.
Otros componentes importantes El reloj (clock): regula la velocidad de ejecución de las instrucciones del microprocesador y de los periféricos internos. La CMOS: una pequeña memoria que preserva cierta información importante (como la configuración del equipo, fecha y hora), mientras el equipo no está alimentado por electricidad. La pila de la CMOS: proporciona la electricidad necesaria para operar el circuito constantemente y que este último no se apague perdiendo la serie de configuraciones guardadas, como la fecha, hora, secuencia de arranque, etc. La BIOS: un programa registrado en una memoria no volátil (antiguamente en memorias ROM, pero desde hace tiempo se emplean memorias flash). Este programa es específico de la placa base y se encarga de la interfaz de bajo nivel entre el microprocesador y algunos periféricos. Recupera, y después ejecuta, las instrucciones del registro de arranque principal (Master Boot Record, MBR), o registradas en un disco duro o un dispositivo de estado sólido, cuando arranca el sistema operativo. El bus frontal o bus delantero (front-side bus o FSB ):también llamado bus interno, conecta el microprocesador al chipset. El bus de memoria conecta el chipset a la memoria temporal. El bus de expansión (también llamado bus E/S): une el microprocesador a los conectores de entrada/salida y a las ranuras de expansión.
Los conectores de entrada/salida que incluyen: Los puertos PS/2 para conectar teclado y ratón; estas interfaces tienden a ser sustituidas por USB. Los puertos USB (en inglés Universal Serial Bus), por ejemplo, para conectar diferentes periféricos, como por ejemplo: mouse, teclado, memoria USB, teléfonos inteligentes, impresoras. Los conectores RJ-45, para conectarse a una red. Los conectores VGA, DVI, HDMI para la conexión del monitor con la computadora o proyector de vídeo. Los conectores IDE (viejos) o Serial ATA (SATA, actuales), para conectar dispositivos de almacenamiento, tales como discos duros (HDD), dispositivos de estado sólido (SDD) y unidades de disco óptico. Los conectores jacks de audio, para conectar dispositivos de audio, por ejemplo: altavoces y auriculares (código de color: verde), y micrófonos (código de color: rosado). Las ranuras de expansión (slots): se trata de receptáculos (slots) que pueden acoger placas o tarjetas de expansión (estas tarjetas se utilizan para agregar características o aumentar el rendimiento de la computadora; por ejemplo, una tarjeta gráfica se puede añadir para mejorar el rendimiento 3D). Estos puertos pueden ser puertos: ISA (Industry Standard Architecture) interfaz Antigua (Muy antigua). PCI (Peripheral Component Interconnect) (Antigua). AGP (Accelerated Graphics Port) (Antigua). PCIe o PCI-Express, son los más recientes. Con la evolución de las computadoras, más y más características se han integrado en la placa base, tales como circuitos electrónicos para la gestión del vídeo, de sonido o de redes, evitando así la adición de tarjetas de expansión: interfaz gráfica integrada o unidad de procesamiento gráfico (GPU, Graphics Processing Unit, o IGP, Integrated Graphic Processor); interfaz integrada de audio o sonido; interfaz integrada Ethernet o puertos de red integrados ((10/100 Mbit/s)/(1 Gbit/s)). En la placa también existen distintos conjuntos de pines, llamados jumpers o puentes, que sirven para configurar otros dispositivos: JMDM1: Sirve para conectar un módem por el cual se puede encender el sistema cuando este recibe una señal. JIR2: Este conector permite conectar módulos de infrarrojos IrDA, teniendo que configurar la BIOS. JBAT1: Se utiliza para poder borrar todas las configuraciones que como usuario podemos modificar y restablecer las configuraciones que vienen de fábrica. JP20: Permite conectar audio en el panel frontal. JFP1 Y JFP2: Se utiliza para la conexión de los interruptores del panel frontal y los ledes. JUSB1 Y JUSB3: Es para conectar puertos USB del panel frontal. Tipos de Bus Los buses son espacios físicos que permiten el transporte de información y energía entre dos puntos de la computadora. Los buses generales son cinco: Bus de datos Los buses de datos son las líneas de comunicación por donde circulan los datos externos e internos del microprocesador.
Bus de dirección El bus de dirección es la línea de comunicación por donde viaja la información específica sobre la localización de la dirección de memoria del dato o dispositivo al que se hace referencia. Bus de control El bus de control es la línea de comunicación por donde se controla el intercambio de información con un módulo de la unidad central y los periféricos. Bus de expansión Los buses de expansión son el conjunto de líneas de comunicación encargado de llevar el bus de datos, el bus de dirección y el de control a la tarjeta de interfaz (entrada, salida) que se agrega a la placa principal. Bus del sistema Todos los componentes de la placa madre se vinculan a través del bus del sistema, mediante distintos tipos de datos del microprocesador y de la memoria principal, que también involucra a la memoria caché de nivel 2. La velocidad de transferencia del bus de sistema está determinada por la frecuencia del bus y el ancho del mínimo.